Главная

Двигатель

Трансмиссия

Тормозная система

Рулевое управление

Безопасность комфорт

Другие электронные системы

Диагностика (новый)

Чип-тюнинг (новый)

Термины и сокращения

Международная фирма «Siemens-Bendix Automotive Electronics» разработала систему впрыска топлива, которая получает все более широкое распространение на автомобилях западноевропейских и американских компаний. Эта система относится к новому поколению электронных систем автоматического управления двигателем. Она успешно конкурирует на международном рынке с известной комплексной системой Motronic германской фирмы «Bosch». Новая система также является комплексной. Она одновременно выполняет две основные функции - регулирует подачу топлива и управляет углом опережения зажигания. Кроме того, она отключает подачу топлива на режимах принудительного холостого хода, регулирует частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, подачу топлива по сигналу датчика кислорода, момент подачи искры по сигналу датчика детонации, осуществляет рециркуляцию отработавших газов, адсорбирование (сбор) паров топлива, автоматическую адаптацию состава горючей смеси. Система выпускается в трех вариантах: Fenix-1, Fenix-2, Fenix-3. Эти варианты имеют незначительные конструктивные отличия. В частности, в варианте Fenix-2 используется два микропроцессора (типа 6801-U4), а в остальных только один.
Система впрыска топлива Fenix состоит из набора датчиков, ЭБУ и комплекта исполнительных элементов. Датчики системы: угла поворота коленчатого вала - электромагнитный, считывает информацию с дополнительного зубчатого венца, имеющего специальный профиль и жестко соединенного с коленчатым валом; абсолютного давления во впускном коллекторе двигателя-полупроводниковый; положения дроссельной заслонки - контактный, выявляет положение холостого хода и полной нагрузки двигателя; температуры охлаждающей жидкости - полупроводниковый; температуры воздуха во впускном коллекторе - полупроводниковый кислорода - топливный элемент на основе двуокиси циркония; детонации - пьезоэлектрический; датчик состава горючей смеси на режиме холостого хода - потенциометрический, используется при отсутствии датчика кислорода.
Электронный блок управления выполнен полностью цифровым на основе микропроцессора. Аналоговая информация, поступающая от датчиков, переводится в цифровую форму с помощью встроенного аналого-цифрового преобразователя.
Исполнительные элементы системы: модуль зажигания, содержащий электронный коммутатор и катушку зажигания, объединенные в один узел высоковольтным выводом; распределитель зажигания - механический, обычной конструкции; топливные форсунки -электромагнитные, фирменное название DEKA (при многоточечном варианте впрыска топлива их число равно числу цилиндра двигателя, при одноточечном используется всего одна форсунка); топливный насос электромеханический, соединен с топливным фильтром и регулятором давления топлива; электромеханический привод регулятора холостого хода; электромеханический привод рециркуляции отработавших газов; электромагнитный клапан адсорбента паров топлива, представляющий собой небольшой резервуар с активированным углем.
Режим работы двигателя регулируется системой в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и плотности воздуха во впускном трубопроводе, а также от температуры жидкости в системе охлаждения и воздуха на впуске.
Управление углом опережения зажигания в системе Fenix происходит практически так же, как и в разработанной ранее этой же фирмой цифровой системе зажигания. Электромагнитный датчик реагирует на перемещение в его магнитном поле дополнительного зубчатого венца, выполненного в теле маховика по его периферии. Зубчатый венец имеет 42 зуба, причем 40 зубьев относительно узкие, расположены через 1/44 окружности. Остальные два зуба, расположенные диаметрально противоположно, имеют увеличенную ширину. Впадины, следующие за широкими зубьями, также выполнены широкими. Ширина этих зубьев и впадин равна 1/22 части окружности. Они предназначены для формирования маркерных импульсов начала отсчета. Это позволяет регистрировать угловое перемещение коленчатого вала и положение в.м.т. и н.м.т. с помощью одного датчика вместо комплекта из двух датчиков, применяемого обычно в цифровых системах зажигания.
Используемая в модуле зажигания катушка индуктивности выполнена сухой, с замкнутым магнитопроводом и одним высоковольтным выводом. Первичная обмотка катушки зажигания коммутируется силовым транзистором, входящим в состав электронного коммутатора. Параметры искрообразования остаются неизменными при снижении напряжения в бортовой сети автомобиля вплоть до 5,5 В, что гарантирует хорошие пусковые качества двигателя, в том числе - в холодную погоду при частично разряженной аккумуляторной батарее. Кроме того, в системе регулируется время включения первичной обмотки катушки зажигания (времени накопления электроэнергии), а также ограничивается сила тока на уровне 5,5 А. Это позволяет обеспечивать энергию искры около 100 мДж независимо от режима работы двигателя. Все это гарантирует надежное искрообразование при минимальном нагреве катушки зажигания и силового транзистора. Для повышения надежности в системе предусмотрено отключение первичной обмотки катушки зажигания при падении частоты вращения коленчатого вала двигателя до уровня 14 мин"1.
Вычисление угла опережения зажигания в системе Fenix происходит следующим образом. Микропроцессор ЭБУ обрабатывает сигнал электромагнитного датчика таким образом, что при прохождении мимо датчика широких зуба и впадины формируются два дополнительных импульса. В результате этого на каждый оборот коленчатого вала двигателя формируются 44 импульса, как если бы зубчатый венец имел равномерно расположенные зубья с шагом, равным 1/44 части окружности. Кроме того, микропроцессор умножает частоту этих импульсов в 8 раз, т.е. на каждый оборот коленчатого вала формируется 352 импульса, что позволяет регулировать угол опережения зажигания и угол включения катушки зажигания с дискретностью 1,023°. Такая точность регулирования указанных углов вполне приемлема для практических целей.
В системе впрыска топлива использованы оригинальные конструктивные решения. Так, например, работой форсунок управляет транзисторный силовой ключ с дроблением сигнала, что обеспечивает высокий уровень тока без заметного нагрева компонентов системы. Форсунка удерживается во включенном состоянии за счет многократного прерывания тока через ее обмотку. При этом удается открывать форсунку на время, длительность которого соответствует текущему режиму работы двигателя без риска ложных срабатываний. Поэтому силовой транзистор (или транзисторы - при многоточечном впрыске топлива) находится в благоприятных температурных условиях, что повышает надежность системы. При одноточечном впрыске топлива в системе Fenix производится два впрыска на один оборот коленчатого вала, а при многоточечном все форсунки срабатывают одновременно дважды на каждый рабочий цикл и на каждые пол-оборота при ускорении автомобиля. Программа регулирования подачи топлива, т.е. длительности открытия форсунок, хранится в памяти системы с 8 градациями по абсолютному давлению во впускном трубопроводе и с 16 градациями по частоте вращения коленчатого вала двигателя. Промежуточные значения рассчитываются методом двойной линейной интерполяции по четырем точкам, окружающим точку, соответствующую текущему режиму работы двигателя. Помимо этого, блок управления регистрирует напряжение бортовой сети автомобиля, атмосферное давление, температуру охлаждающей жидкости и входящего воздуха, а также выявляет режимы разгона автомобиля, холостой ход и полную нагрузку двигателя. В зависимости от указанных факторов производится автоматическая коррекция основной программы регулирования подачи топлива и угла опережения зажигания.
При пуске холодного двигателя обеспечивается автоматическое обогащение горючей смеси в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В системе Fenix отсутствуют специальные форсунки для пуска, поскольку блок управления сохраняет нормальную работоспособность при падении напряжения питания до 5,5 В.
Влияние изменения напряжения бортовой сети на срабатывание форсунок компенсируется за счет коррекции длительности их открытия.
Переобогащение горючей смеси при падении атмосферного давления (в частности, при повышении высоты над уровнем моря) компенсируется уменьшением длительности открытия форсунок. Атмосферное давление регистрирует датчик абсолютного давления  перед пуском двигателя, а также при его полной нагрузке, т.е. в тех случаях, когда давление во впускном коллекторе практически равно атмосферному.
При полной нагрузке двигателя горючая смесь начинает обогащаться с некоторого порогового уровня пропорционально перепаду давлений во впускном коллекторе и атмосфере.
На холостом ходу двигателя смесь обогащается, а угол опережения зажигания регулируется так, чтобы стабилизировать частоту вращения коленчатого вала.
На режиме принудительного холостого хода подача топлива в цилиндры двигателя прекращается за счет блокирования форсунок при выявлении положения дроссельной заслонки, соответствующего холостому ходу, и при повышенной частоте вращения (например, свыше 1500 мин'1). Подача топлива возобновляется либо после открытия дроссельной заслонки, либо после падения частоты вращения ниже второго порогового значения (например, 1100 мин'1).
Частота вращения на холостом ходу устанавливается с помощью электромеханического привода, который, в свою очередь, регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель в обход дроссельной заслонки. Регулятор холостого хода позволяет компенсировать влияние изменяющейся нагрузки от автоматической коробки передач и компрессора кондиционера воздуха, что особенно важно при непрогретом двигателе.
Подача топлива по сигналу датчика кислорода регулируется в тех случаях, когда для соблюдения требований по уровню токсичности отработавших газов (например, норма США 1983 г.) используется трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. При этом система впрыска топлива работает с обратной связью, обеспечивая эффективную очистку отработавших газов и предохраняя нейтрализатор от преждевременного выхода из строя.
Регулирование момента искрообразования по сигналу датчика детонации (вторая обратная связь системы) позволяет обеспечивать максимально возможное приближение к границе детонации, что улучшает топливную экономичность. При этом система зажигания работает с обратной связью, предохраняя тем самым двигатель от разрушения.
Рециркуляция отработавших газов обеспечивается с помощью электромеханического привода путем подачи части отработавших газов во впускной коллектор двигателя. Это позволяет снизить выброс в атмосферу вредных веществ, прежде всего окислов азота. Количество отработавших газов, поступающих на рециркуляцию, определяется специальной программой, хранящейся в памяти системы.
Пары топлива адсорбируются с помощью специального резервуара, который после остановки двигателя собирает пары топлива, а при последующем пуске с помощью электромагнитного клапана сообщается с впускным коллектором двигателя для очистки. Электронный клапан открывается по сигналу блока управления.
Автоматическая адаптация состава горючей смеси осуществляется при использовании регулирования по сигналу датчика кислорода, вступающего в работу лишь после его достаточного прогрева. При этом обеспечивается приемлемая работа прогретого двигателя. Однако, пока двигатель недостаточно прогрет, сигнал кислородного датчика отсутствует. В этом случае подача топлива корректируется на основе информации, хранящейся в памяти системы и накопленной при предшествующей работе двигателя с обратной связью по сигналу датчика кислорода.

 Электронная система управления двигателем "Fenix"

Этот раздел сайта посвящен электронным системам управления двигателя. А именно, описанию, устройству и принципу работы  электронной системы управления двигателем "Fenix"...